材料学院赵斌教授团队在电催化材料研究方面取得重要进展

时间:2020-05-20浏览:6编辑:李卉云摄影:    通讯员:设置

近日,我校材料学院赵斌教授团队在双功能全电解水催化剂及可充电锌空电池双功能催化剂研究方面,取得系列重要进展。

在双功能全电解水催化剂方面,针对相同电解质中析氢/析氧双功能催化剂设计的难题,团队通过可控掺杂与等离子体磷化策略开发了富含面缺陷的铁掺杂NiCoP纳米片,发现该催化剂在碱性介质中表现出与掺杂量相关的选择性析氢和析氧性能。该工作以“含面缺陷的铁掺杂镍钴磷化物纳米片用于高效、双功能的全解水电催化剂(Fe-Doped Ni-Co Phosphide Nanoplates with Planar Defects as an Efficient Bifunctional Electrocatalyst for Overall Water Splitting)”为题发表于一区期刊《美国化学会可持续化学与工程》(ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2020, 8: 7436-7444),论文第一作者为2020届硕士研究生郭明静。

此外,以定向排列碳纳米管为导电骨架和模板,团队通过超临界二氧化碳辅助负载及原位转变的方法制备了垂直碳纳米管负载尖晶石型二元金属氧化物的纳米复合催化剂,在碱性介质中同时获得了优异的析氢和析氧性能。相关工作以“超临界CO2辅助制备铁酸镍/垂直碳纳米管复合材料用于高效全解水电催化剂(Supercritical CO2-Assisted synthesis of NiFe2O4/vertically-aligned carbon nanotube arrays hybrid as a bifunctional electrocatalyst for efficient overall water splitting)”为题发表于材料科学类一区期刊《碳》(Carbon, 2019, 145: 201-208. 论文链接:https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.01.011)。论文第一作者为2019届硕士研究生徐勇,该工作与华中科技大学夏宝玉教授合作完成。


Fe-NiCoP全电解水器件示意图及其电解水极化曲线

(论文链接:https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.0c01467


在可充电锌空电池双功能电催化材料方面,团队与华中科技大学夏宝玉教授合作,通过调控垂直碳纳米管负载的尖晶石氧化物NiFeOx中的氧空位浓度,设计制备了具有优异析氧和氧还原双功能电催化性能的NiFeOx@VACNTs复合电催化材料,并且以其为空气电极组装了可充电锌空电池,获得了较高的峰值功率密度和大于1500小时的超长循环寿命;此外,该复合催化剂还可用于柔性固态锌空电池。相关工作发表于材料科学类一区期刊《材料化学杂志A》(Journal of Materials Chemistry A, 2020, 8: 5070),题目为“铁酸镍修饰的碳纳米管阵列双功能复合材料用于自支撑的锌-空电池空气电极(Bifunctional nickel ferrite-decorated carbon nanotube arrays as free-standing air electrode for rechargeable Zn–air batteries)”,论文第一作者为严雅副教授。

此外,研究团队近期还有多篇电催化材料相关论文先后发表于《电化学学报》(Electrochimica Acta, 2020, 331: 135431)、《道尔顿学报》(Dalton Transactions, 2020, 49: 5563)和《无机化学前沿》(Inorganic Chemistry Frontiers, 2019, 6: 2686)等材料及化学领域的著名期刊。

上述工作均以三分快3为第一完成单位,由严雅副教授、詹科副教授、赵斌教授共同指导完成。


NiFeOx@VACNTs复合催化剂示意图及锌空电池性能曲线

(论文链接:https://doi.org/10.1039/D0TA00554A ) 


供稿:材料学院 


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